Профессионально о сварке

Сварочные работы являются одним из видов деятельности, относящейся к категории повышенной опасности. Любые работы, связанные с производством сварки, должны выполняться в условиях обязательного соблюдения техники безопасности. Техника безопасности, как минимум, требует предварительного инструктажа, применения средств индивидуальной защиты и соблюдения технологии процесса сварки...

Собираетесь проводить сварку в домашних условиях, но не знаете, какую технику выбрать?  В быту, как правило, используются аппараты для ручной дуговой сварки. В них под действием переменного или постоянного тока обеих полярностей плавится обмазка электрода – специальное покрытие. При этом возникает защитный слой, который отделяет область сварки от газов, содержащихся в воздухе, и позволяет сформировать и легировать шов, стабилизировать процесс горения дуги, избавиться от неметаллических примесей (благодаря чему не придется чистить шов).

Первые сварочные аппараты появились еще в позапрошлом веке, а сегодня уже настолько прочно вошли в обиход, что кажется без них, как без рук. Сварить калитку для дачного участка, изготовить каркас для стеллажей в подвале или гараже, подварить днище автомобиля…  Какой сварочный аппарат выбрать? Так чтобы он выполнял если не все, то большинство из того, что вам может понадобиться, был удобен в использовании и недорог. Есть несколько факторов, на которые стоит обратить пристальное внимание при выборе оборудования для сварных работ.

Сварочные аппараты предназначены для широкого спектра работ различного назначения. Наипростейшим аппаратом, который позволяет работать с преобразованием сетевого тока в сварочный, и является самым востребованным и используемым источником питания, является сварочный трансформатор. Востребованность такого трансформатора можно объяснить как сравнительно низкой ценой, так и возможностью работать без особых осложнений. Строение сварочного трансформатора – максимально упрощенное, он не занимает много места, и отличается простым преобразованием тока, которое позволяет осуществлять сварочные работы в самом безопасном режиме.

Машины контактной сварки по принципу электропитания можно разделить на две группы: машины, потребляющие энергию в процессе сварки непосредственно из электросети, и машины, использующие для сварки предварительно накопленную энергию. Применение в машинах второй группы накопителей энергии обусловило основную особенность их работы: операции потребления энергии из электросети и выделения ее при сварке разделены во времени. Указанные особенности устройства и работы определяют энергетические и технологические характеристики машин для контактной сварки запасенной энергией...

Отработана технология лазерной сварки малых и средних (5—10 мм) толщин. Однако широкое применение лазерной сварки в ряде случаев сдерживается соображениями экономического характера. Стоимость технологических лазеров пока еще достаточно высока, что требует тщательного анализа возможностей применения лазерной сварки. Перспектива для лазерной сварки появляется тогда, когда применение традиционных способов сварки сопряжено с трудностями. Лазерную сварку следует рекомендовать при необходимости получения прецизионной конструкции, форма и размеры которой практически не должны изменяться в результате сварки; возможности значительного упрощения технологии изготовления сварных конструкций за счет выполнения сварки в виде заключительного процесса без последующих операций правки либо механической обработки для достижения требуемой точности; необходимости существенного увеличения производительности, так как процесс лазерной сварки может осуществляться на скоростях 100—200 м/ч и более, что в несколько раз превышает скорость наиболее распространенного традиционного способа дуговой сварки; производстве крупногабаритных конструкций малой жесткости с труднодоступными швами...

Все процессы сварки металлов осуществляются за счет введения термической или механической энергии, либо той и другой одновременно. Основными критериями выбора сварочного процесса для изготовления конкретного изделия являются: техническая возможность применения процесса; качество получаемого соединения; энергетическая и экономическая эффективности процесса. Чтобы найти оптимальное решение, необходимо проанализировать только последние критерии, так как выполнение первых двух является обязательным...

Схематически сварку плавлением можно представить следующим образом. Заготовки, кромки которых разделаны соответствующим образом (рис. 3.2), с требуемым зазором собираются под сварку. Под воздействием теплового потока q кромки заготовок и присадочный пруток (на рисунке не показан) расплавляются и формируют общую сварочную ванну. После прекращения теплового воздействия происходят охлаждение и кристаллизация металла сварочной ванны с образованием литой дендритной структуры шва...

Порошковая проволока — это непрерывный электрод, который представляет собой изготовленную из стальной ленты толщиной 0,2...0,5 мм металлическую оболочку, заполненную порошком из газо- и шлакообразующих компонентов. Применяют ее для механизированной дуговой сварки открытой дугой или в защитных газах. Сохраняя технологические преимущества голой проволоки, порошковые проволоки позволяют создавать надежную газовую и шлаковую защиту сварочной ванны от атмосферного воздуха при работе на открытых площадках, обеспечивая при этом легирование и рафинирование металла шва...

Соединение, выполняемое сваркой плавлением, состоит из четырех зон: наплавленного металла; сплавления; термического влияния; основного металла...

Осциллятор представляет собой устройство, преобразующее ток промышленной частоты и низкого напряжения (40...220 В) в ток высокой частоты (100...300 кГц) и высокого напряжения (2000...6000 В). При подаче импульсов высокого напряжения на промежуток между заготовкой и электродом происходит пробой промежутка искрой и появляются свободные электроны. Кратковременный искровой разряд развивается в дуговой, создавая условия для горения дуги.  Осцилляторы применяют для бесконтактного зажигания и стабилизации горения дуги при сварке неплавящимся электродом (как правило, вольфрамовым) в защитных газах. Контактное зажигание дуги вольфрамовым электродом не рекомендуется, так как заметно увеличивается расход электрода в связи с образованием на его торце соединений вольфрама со свариваемыми металлами...

В отличие от обычных потребителей электроэнергии (лампы накаливания, электродвигатели, печи сопротивления и др.) электрическая дуга имеет следующие особенности: для зажигания дуги требуется напряжение значительно более высокое, чем для поддержания ее горения; она горит с перерывами, во время которых происходит либо разрыв электрической цепи, либо короткое замыкание. Во время горения дуги с изменением ее длины меняются напряжение и сила тока. При коротком замыкании в момент зажигания и переходе капли расплавленного электродного металла на заготовку напряжение дуги падает до нуля...

Технология горячей сварки включает следующие операция: подготовку изделий под сварку; предварительный подогрев; сварку; медленное охлаждение изделия. Подготовка под сварку состоит из вырубки дефектных участков с одновременной разделкой кромок. Для предохранения расплавленного металла от вытекания и придания шву нужного очертания вокруг свариваемого участка создают форму из кварцевого песка, замешанного на жидком стекле, или с помощью графитовых пластин...

Чугуном называют сплав железа о углеродом, содержащий 2,14—6,66 % последнего. Наибольшее применение получил чугун, в котором содержится 2,6...3,6 % углерода, 1...4,5% кремния, 0,2...2 % марганца, до 0,15 % серы и 0,5...3 % фосфора. Чугун легируют кремнием, марганцем, магнием, иттрием, хромом, алюминием, никелем, медью, молибденом и титаном...

Методы контроля герметичности соединений назначают в зависимости от условий эксплуатации изделий, типа конструкции и других факторов. Контроль, осуществляемый после внешнего осмотра, основан на способности газов и жидкостей проникать через несплошности. Для проведения испытаний используют керосин, аммиак, воздух, воду, гелий и др. При испытании керосином поверхность, доступную для осмотра, покрывают водной суспензией мела или каолина и подсушивают...

Дугой называется длительный электрический разряд между двумя электродами в ионизированной смеси газов и паров, характеризующийся высокой плотностью тока и малым напряжением. Дуга состоит из трех основных частей — анодной 6 и катодной 8 областей и столба 7 (рис. 2.1). В процессе горения дуги на поверхностях электрода и основного металла образуются активные пятна, через которые проходит весь ток дуги. Активное пятно, находящееся на катоде, называется катодным, находящееся на аноде, — анодным...

Для дуговой сварки и резки используют угольные, графитовые и вольфрамовые неплавящиеся электроды. Они имеют высокую температуру плавления и служат только для поддержания горения дуги, не участвуя в формировании металла шва. Угольные электроды изготовляют прессованием из порошка кокса с последующим отжигом при температуре ≈1400°С. Различают два вида этих электродов — омедненные и  неомедненные. Применяют их для сварки металлов, воздушно-дуговой резки, удаления прибылей отливок в других работ, Угольные электроды выпускают трех марок: ВДК — воздушно-дуговые круглые; ВДП — воздушно-дуговые плоские; СК — сварочные круглые...

Защитные газы предназначены для защиты дуги и сварочной ванны от вредного воздействия окружающей среды и делятся на химически инертные и активные. Инертными называют газы, которые химически не взаимодействуют с нагретым металлом и не растворяются в нем. При их использовании сварку можно выполнять как плавящимся, так и неплавящимся электродом...

Щитки и шлемы изготовляют в соответствии с ГОСТ 12.4.035—78 из токонепроводящих материалов — фибры или пластмассы. Масса щитка не должна превышать 0,48 кг, шлема — 0,6 кг. Их внутренняя поверхность должна быть гладкой, матовой, черного цвета. Щиток состоит из корпуса со смотровым окном и ручки, имеющей круглое поперечное сечение и длину не менее 120 мм. Шлем представляет собой защитное приспособление, надеваемое сварщиком на голову. Он состоит из корпуса со смотровым окном и наголовника, который должен обеспечивать два фиксированных положения корпуса: опущенное (рабочее) и откинутое назад...

Дефектами сварных соединений называют отклонения от установленных норм и требований, приводящие к снижению прочности, эксплуатационной надежности и точности, а также к ухудшению внешнего вида изделия. В зависимости от характера залегания дефекты в сварных соединениях разделяют на внешние, внутренние, сквозные и др. Трещины являются наиболее опасными дефектами, резко снижающими статическую и циклическую прочность изделий, Трешины, образовавшиеся в процессе сварки, называют горячими, а после охлаждения металла — холодными...